高速気液二相ノズル流れ

1 概要

超音速気液二相流ノズルはエンタルピーを運動エネルギーに変換する機器であり、冷凍サイクル内の二相流エジェクタに応用されたり、LM-MHD発電への応用が期待されたりしている。超音速二相流ノズルは狭まり菅および広がり管からなり、亜音速の流体が狭まり菅で加速されスロート部で音速に達した後、スロート後方にある広がり管で超音速流となる。従来、気液二相流ノズルについては流動構造や速度滑りなどの研究がなされている。マイクロバブルは気泡径が小さいため速度滑りを軽減できる可能性があり,本研究ではマイクロバブルを含む二相流のノズル流れの特性を調べることを目的としている。
気液二相流では密度の大きな液体に圧縮性の大きな気体が混ざることで、流体中の音速が常温常圧で20m/s〜30m/s程度となり、気体だけの流れや液体だけの流れと違ったものとなる。

2 実験

下図に示すような実験装置を製作し、マイクロバブルを含んだノズル流れを観察している。


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